[發明專利]一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法

有效

• 申請號: 202210033819.2
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114332631B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 徐正宣;劉國祥;張廣澤;馮濤;王棟;王哲威;歐陽吉;陳明浩;周學軍;孟少偉;劉志軍;謝榮強;向衛;張瑞
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06T5/30;G06V10/30;G06T17/05
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋

1.一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：利用機載激光雷達對山區進行掃描獲取LiDAR點云數據；

步驟2：設定格網尺寸，對所述LiDAR點云數據構建虛擬格網；

步驟3：對所述LiDAR點云數據進行去噪處理，再對去噪處理后的所述LiDAR點云數據在所述虛擬格網中創建索引號，確定所述LiDAR點云數據在所述虛擬格網中的最大行號；

步驟4：根據所述最大行號計算結構元素，根據所述結構元素對所述LiDAR點云數據進行形態學開運算，得到形態學開運算前后的所述LiDAR點云數據的高差變化值；同時，根據所述結構元素對所述LiDAR點云數據進行曲面擬合，得到所述LiDAR點云數據的地面數字模型，根據所述地面數字模型得到所述LiDAR點云數據的地形起伏度值；

步驟5：利用所述步驟4所得地形起伏度值根據地形坡度公式計算高差閾值，并計算所述LiDAR點云數據的所述高差變化值與所述地形起伏度值的差，得到差值，將所述差值與所述高差閾值進行比較，根據比較結果判斷LiDAR點云數據是否為地面點，若是，則提取所述LiDAR點云數據；若否，則剔除所述LiDAR點云數據；

步驟6：將所述結構元素與預設的結構元素閾值進行比較，若所述結構元素小于所述結構元素閾值，則輸出提取到的LiDAR點云數據集；若否，返回步驟2更新設定的格網尺寸，重復步驟2至步驟5，以更新所提取的地面點。

2.根據權利要求1所述的一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，所述虛擬格網是以規則格網為基礎進行建立，是對所述LiDAR點云數據在XY平面進行格網剖分但不進行內插的數據組織形式。

3.根據權利要求1所述的一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，所述步驟3中，采用經驗模態分解的方法對所述LiDAR點云數據進行去噪處理。

4.根據權利要求1所述的一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，所述步驟4中，對所述LiDAR點云數據進行形態學開運算，具體包括：基于所述結構元素對所述LiDAR點云數據先進行腐蝕運算，再進行膨脹運算。

5.根據權利要求1所述的一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，所述步驟4中，采用克里金插值的方法對所述LiDAR點云數據進行曲面擬合。

6.根據權利要求1所述的一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，所述步驟5中，利用所述步驟4所得地形起伏度值根據地形坡度公式計算高差閾值，具體包括：利用所述地形起伏度值根據地形坡度公式值進行計算，得到地形坡度，再利用所述地形坡度進行計算，得到高差閾值。

7.根據權利要求1所述的一種適用于山區危巖落石的LiDAR點云數據提取方法，其特征在于，將所述差值與所述高差閾值進行比較，根據比較結果判斷LiDAR點云數據是否為地面點，具體包括：當所述差值小于或者等于所述高差閾值，判斷所述LiDAR點云數據為地面點，當所述差值大于所述高差閾值，判斷所述LiDAR點云數據為地物點。